CN1122430C - 控制通信资源的方法以及通信系统 - Google Patents
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Abstract
按照本发明的方法，按照连接对传输延时的要求，将连接划分成至少两个不同的连接类。基站子系统的控制系统维护登录在不同类别中的用户的传输需求记录，根据记录的信息，将可用的无线资源划分成适当容量的时隙。针对传输延时要求较高的连接，分配带宽可以动态控制的电路交换连接。然后，在每个分配周期中根据时间限制，从电路交换连接的资源分配之后仍未指派的资源池中分配足够数量的资源给对时延容忍性较高的连接，以完成传输。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制通信系统，尤其是移动通信系统中的通信资源的方法。
背景技术
在通信系统，例如移动电话系统中，系统拥有给定容量的信息传送资源，这些资源可以用于建立到系统用户的连接。在信息传输质量方面，用户所需的不同类型的连接需求变化很大。例如，话音信号对传输差错的容忍性较高，但实际上很难容忍传输延时。另一方面，从一台计算机传送到另一计算机的程序文件不能出现任何传送差错，但其对传送的传输延时要求不高。
广义上讲，信息传送技术可以划分成电路交换和分组交换方法。在电路交换网络中，在连接建立期间，只能将释放用户电路时回收的特定连续通信资源分配给该连接使用。分组交换网络技术则与此不同，多种不同的分组交换通信协议已是众所周知，这样，终端设备和基站之间建立的连接不是连续的，以顺序发送的分组形式承载信息，发送的间隔长度可变。这样，较之电路交换网络为优的一点是，在信息传送出现暂时停顿时，不需要占用给定连接所需的无线资源。
在分组交换网络中，为多个不同连接传送信息的分组使用相同的通信资源，这些资源一次可以发送一个分组。因此，这些分组必须在分组传输队列中排队等待分配给它们的传输位置，这在分组交换网络中引起的传输延时比电路交换网络要大。一般而言，可以认为电路交换连接适用于要求传输时延较短的连接，例如话音信号，而分组交换网络适用于能够容忍较长传输延时的连接。
为了优化不同类型连接的服务，系统应具有双重能力：既能灵活地生成短时延的电路交换连接，同时又能提供最大程度地利用信息传送资源的分组交换连接。能够建立电路交换和分组交换连接的一种常规系统是GPRS(通用分组无线系统)系统，它能够在GSM(全球移动通信系统)系统中工作。这样，在两种系统间永久和动态地分配资源，分配给GSM系统的资源用于建立电路交换连接，GPRS系统资源提供分组交换连接。但是，如果例如因为话音通信中的沉默间隔，导致GSM系统不占用分配的时隙所确定的信道，则该信道的未用容量无法被GPRS系统使用。
芬兰专利申请第FI964308号说明了一种方法，该方法将基站和终端设备之间的无线通信信道划分成帧，这些帧又可以进一步细分成更小的单元。截止至本申请提交日期，前述专利尚未公开。每个帧都具有两维结构。第一级帧划分基于时间，这意味着每个帧都能得到特定的时间段，该时间段又可以细分成连续的时隙。在本发明的一种优选实施例中，每个帧包含固定数量的时隙，但是时隙的分配可以随不同帧而变化。第二级帧划分基于时间、频率或码。如果第二级帧划分也基于时间，则每个帧时隙还可以细分成更小的时隙。如果第二级帧划分基于频率，则整个帧占用给定频段，可以从中分配较窄的子频段、或频率信道给帧中的每个时隙。如果第二级帧划分基于码，则为每个时隙分配特定数量的相互正交的码。显然，在需要时，可以将按照这三种划分中的两种划分得到的时隙进一步通过第三种划分方案划分成更小的分配单元。给定帧中可以分配的最小的资源单元称为时隙，分配的单个时隙总是仅供给定连接使用。
图1示出了按照现有技术的两维帧方案。前面提过，帧的第一维是时间，而另一维可以是时间、频率或码。在图1情况下，帧的第二级划分基于时间或基于码。必须在这两个维度中确定帧的大小，使得帧满足系统的所有其它规定。在给出的例子中，帧在时标上的长度跃为4.615毫秒，它在时间上划分成8个时隙，每个时隙以参考数字15标出，其时长约为0.577ms。帧的频段约为1.6MHz。如果第二级划分基于时间，则帧的最小连续单元，或时隙的带宽为1.6MHz，其在时标上的长度是0.577ms，或者0.114ms。参考数字16标明了一个较大的时隙，其维度为0.577ms×1.6MHz，参考数字17标明了一个较小的时隙，其维度为0.114ms×1.6MHz。如果第二级划分基于码，则时隙的带宽为1.6MHz，时长是0.577ms，但在不同时隙中使用不同类型的码。如果使用码类型1，则时隙一次仅能分配给一个连接。如果使用码类型2，则同一时隙可以同时用于4个连接。因为码的使用增加了需要传送的信息量，所以码类型2可传送的信息总量比码类型1要小。
上述采用现有技术的资源分配为满足不同类型连接的需要提供了有效的功能。但是，还没有能够在具有不同需求的连接之间以足够灵活和动态的方式控制通信资源，例如无线资源的分配的方法。
发明内容
本发明的目的是为不同类型的连接生成不同类型的通信服务，优化使用公用的通信资源。
本发明提供了一种电信系统中的通信资源的控制方法。在该电信系统中，通信资源被划分成分配周期，分配周期可进一步划分成至少两种不同大小的时隙，时隙是通信资源的最小可分配单元，其特征在于
按照连接的延时要求，将其划分成至少两个连接类，
存储并更新有关每个连接类中通信资源当前需求的信息，
按照通信资源的当前需求，将通信资源动态划分成时隙，
为对传输时延要求较高的连接分配电路交换通信资源，以及
为对传输时延要求较低或没有要求的其它连接在每个连续的分配周期分配足以传送预定数据量的资源。
本发明还提供了一种电信系统，包括基站子系统和多个移动台，在该系统中通信资源被划分成多个分配周期，分配周期可进一步划分成至少两种不同大小的时隙，一个时隙是通信资源的最小可分配单元，
其特征在于，该系统还包括
第一连接划分装置，用于按照连接的延时要求将这些连接划分成至少两个连接类，
确定装置，响应于第一连接划分装置，确定不同连接类的通信需求，
资源划分装置，响应于确定装置，根据通信需求将物理无线资源划分成多个时隙，以及
分配装置，响应于确定装置和资源划分装置，分配不同类型的信道用于不同类的通信。
本发明还提供了一种移动通信系统的基站子系统，该移动通信系统包括基站子系统和多个移动台，在该系统中通信资源被划分成多个分配周期，分配周期可进一步划分成至少两种不同大小的时隙，一个时隙是通信资源的最小可分配单元，
其特征在于，该基站子系统包括
第一连接划分装置，用于按照连接的延时要求将连接划分成至少两个连接类，
确定装置，响应于第一连接划分装置，确定不同连接类的通信需求，
资源划分装置，响应于确定装置，根据通信需求将物理无线资源划分成时隙，以及
分配装置，响应于确定装置和资源划分装置，分配不同类型的信道用于不同类的通信。
而且，本发明提供了一种移动通信系统的基站控制器，该移动通信装置包括
由多个基站和控制多个基站的基站控制器所组成的基站子系统，以及
多个移动台，所述移动通信系统中通信资源被划分成多个分配周期，分配周期可进一步划分成至少两种不同大小的时隙，一个时隙是通信资源的最小可分配单元，
其特征在于，该基站控制器包括
第一连接划分装置，用于按照连接的延时要求将连接划分成至少两个连接类，
确定装置，响应于第一连接划分装置，确定不同连接类的通信需求，
资源划分装置，响应于确定装置，根据通信需求将物理无线资源划分成时隙，以及
分配装置，响应于确定装置和资源划分装置，分配不同类型的信道用于不同类的通信。
此外，本发明还提供了一种移动通信系统的移动台，该移动通信系统包括基站子系统和多个移动台，在该系统中通信资源被划分成多个分配周期，分配周期可进一步划分成至少两种不同大小的时隙，一个时隙是通信资源的最小可分配单元，
其特征在于，该移动台包括
第一连接划分装置，用于按照连接的延时要求将连接划分成至少两个连接类，以及
请求装置，响应于第一连接划分装置，为不同类型的连接请求资源。
针对传输延时要求较高的连接，分配带宽可以动态控制的电路交换连接。然后，在每个分配周期中根据时间限制，从电路交换连接的资源分配之后仍未指派的资源池中分配足够数量的资源给对时延容忍性较高的连接，以完成传输，例如给定数据量的传输。分配周期包括一个或多个时间帧。不同传输方向中的资源分配彼此独立。
按照一种实施例，按照需要传送的信息量，将对延时容忍性较高的连接类型进一步划分成至少两种子类型。在受限的时间内，为仅需较少信息量的连接分配业务信道，该时间足以发送给定的数据量。为需要传送较大信息量的连接分配一个占用标识RID。然后，利用RID通知后续分配周期的通信资源分配。
下面结合附图详细描述本发明，在附图中，
图1示出了一种按照现有技术，将通信资源划分成时隙的方法；
图2示出了一种能够实现按照本发明的功能性需求的协议方案；
图3A、3B和3C分别示出了时帧的占用表；
图4示出了为上行实时连接分配无线资源的信令传送过程；
图5示出了为下行实时连接分配无线资源的信令传送过程；
图6示出了为高比特率上行非实时连接分配无线资源的信令传送过程；
图7示出了为高比特率下行非实时连接分配无线资源的信令传送过程；
图8示出了为中比特率上行非实时连接分配无线资源的信令传送过程；
图9示出了为中比特率下行非实时连接分配无线资源的信令传送过程；
图10示出了上行方向上控制通信资源所需的功能；以及
图11示出了下行方向上控制通信资源所需的功能。
现在，我们应当考察本发明的示例性实现。这里，将针对图1所示时隙结构描述本发明。但是，必须注意，按照本发明的方法的使用不局限于这种应用。本发明的唯一限制是资源可划分成时隙，最小的可分配单元，并且至少有两种时隙大小。通信资源的划分不一定需要按照时间，例如如图1所示。另一种可能的划分的例子是码-频划分。
首先，讨论能够实现按照本发明的功能性需求的优选协议方案。参看图2，示出的协议栈控制移动电话系统的无线接口处的业务量。该图示出了物理层L1(层1)，由RLC/MAC(无线链路控制/媒质访问控制)和LLC(逻辑链路控制)子层组成的链路层L2，以及网络层L3，这些层在基站系统BSS和移动台MS中实现。虽然定义了网络层以上的多个其它层，但是它们与本发明无关，此处不再予以详细讨论。
物理层编码、交织并调制需要在无线路径上发送的信号。另一方面，同一层对接收的通过无线路径传送的信号进行调制、交织和信道编码的逆操作。
物理层之上的MAC子层通过所需的信令进行无线资源的控制和分配，以及逻辑信道到物理信道的映射。无线资源的控制发生在固定网络侧的基站子系统中。
在MAC层中为每个连接分别指派各自的RLC单元，后者用于维持与该连接商定的服务质量(QoS)。为了将质量维持在商定的级别上，RLC单元为该连接选择正确的传输格式(RT/NRT)，该格式包含纠错、交织深度和调制方法的选择以及差错帧的重传控制。
LLC通过无线路径建立逻辑连接，后者使用下面的RLC/MAC层提供的服务。根据上层接收的通过无线路径传送的信息，LLC生成适合RLC层转发的LLC帧，在相反方向上，LLC相应组合在LLC帧中由RLC层通过无线路径传送的信息，生成适合上层转发的格式。
接着，我们详细考察第2层功能，尤其是RLC/MAC层。
第二层的总功能是针对第3层连接的QoS目标，实现第3层连接的无线载波。第一无线载波，称为初始无线载波，主要用于传送无线网络层(RNL)信令，以及发往核心网络的任何消息。其它无线载波用于传送用户数据和网络信令。只要其它无线载波有数据要传送，就需要维护初始无线载波。它最后才被释放。
在接收到寻呼消息之后，或者当移动台侧MS有消息需要发送给核心网时，由第3层触发初始无线载波的建立过程。该过程不同于用于建立其它无线载波的过程，不同点在于，建立请求在公用上行信道上以短脉冲串的形式发送，定时提前未知。网络则分配一个MAC层标识给MS。该过程处理冲突，第3层处理移动台间的争用，以确保MAC值标识被且仅被分配给一个移动台。只要初始无线载波仍在，就需要维护MAC层标识。它在给定小区内有效，在每次小区间越区切换时都需要调换。
用于建立其它无线载波的消息是在初始无线载波中传送的第3层消息。
尽管RLC/MAC已被定义成一层，它有一个到物理层的接口和一个到LLC层的接口，但可以区分RLC部分和MAC部分的功能。这样，第2层由3种类型的协议实体组成。LLC和RLC实体在无线载波中创建，它们的功能是保证使用无线载波得到与该连接商定的QoS。移动台的MAC和网络MAC实体由所有的无线载波共享，它们的主要任务是在载波之间动态划分无线资源。
每当建立无线载波时，管理平面创建两个RLC(一个在MS中，一个在网络中)，用于处理来自与该载波相连的LLC的服务数据单元SDU。选择它们的工作参数作为需要提供的QoS的函数。RLC的首要任务是将来自LLC的SDU分段。第二任务是满足指派给它们的QoS目标。为此，它们具有自行支配的精巧的控制机制，用来处理无线链路质量的波动。
RLC协议位于BSS和移动台。它具有两种操作模式，第一种适用于要求传输延时较短的实时连接，第二种适用于对传输延时容忍性较高的实时连接。RT模式采用功率控制和链路适配机制。NRT模式采用功率控制和重传过程。
在RT模式中，源RLC负责将LLC流划分成业务信道(TCH)，分配给无线载波。RLC处理链路适配，以及发送给MAC的信号资源改变请求，用于适配业务量或无线链路质量方案。从有限的选项集合中选出载波的传输格式(信道编码、交织和调制)。但是，可以为每个TCH单独调整实际的编码速率。RLC根据传输格式将LLC数据分段成RLC PDU，可选地计算CRC(循环冗余校验码)，然后将PDU交付给物理层进行传输。接收的RLC检查CRC，如果有的话，将CRC检查的结果通知给MAC。RLC组装接收的PDU，将结果SDU交付给LLC。
在NRT模式中，原RLC指明需要传送给MAC层的数据的大小。在建立载波时约定使用的传输格式。RLC根据该格式推断出适配的分段，应MAC的请求，即在网络将资源分配给无线载波时，将协议数据单元PDU交付给层1。下层的RLC检查CRC，如果接收到坏的PDU，则通知MAC。它还组装正确的PDU，将SDU交给LLC。
每个移动台都有一个MAC实体，它管理移动台所建立的所有无线载波。网络侧的对等MAC管理一个小区的所有无线载波。MAC消息由数据字段和CRC字段组成。数据字段专用于传送MAC信令。MAC实体不通过来自/发往上层的数据流。
MAC实体实际上负责为无线载波分配和释放TCH：
·对传输延时敏感的连接上使用的RT无线载波而言，分配机制是电路交换类型，即只要释放过程尚未执行，TCH分配就是合法的。
·对传输延时容忍性较高的连接上使用的NRT无线载波而言，分配机制是分组交换类型，即只有在分配周期期间，分配才合法。这种机制能够快速适应负载情况，因为在长度不定的一段时间内并不分配资源。此外，当接收的RLC PDU的CRC出错时，MAC处理重传信令。这种重传机制能够适应MS的能力。
基站子系统(或者对应装置)维护一张占用表，该表最好与分配周期的大小兼容，它表明了每个时隙的大小和占用状态，以及分配周期中其它可能的与具体时隙相关的参数。图3A、3B和3C示出了在3个不同时刻这张占用表的内容。在图3A的占用表中，该帧的时隙1、2、6、11、12和14被分配成1/16时隙，这些时隙不再划分。时隙4、7和9被划分成较小的1/64时隙，它们的资源分配给数据传送速率需求较低的连接使用。占用表只包含物理信道的占用状态信息，它与连接的特性和时延需求没有关系。
图3B示出了相邻的下一分配周期的时间帧。与图3A的时间帧相比，示出的时隙1和11的资源已被释放。此外，可以看出，负责分配无线资源的层已发现请求1/64时隙的连接的数量非常多，需要将时隙11的细分调整为1/64时隙。
在图3C的情况下，请求的数据传送速率较低的连接数量下降，因此，允许为占用无线资源提供服务的单元释放时隙9的所有1/64时隙。
必须注意，占用需要在分配周期上进行，占用的信道不一定需要包含分配周期中每个时间帧的时隙。这样，分配周期的所有时间帧不一定相同。
在负责维护占用表并将时隙细分成时隙的单元占用时隙供新连接使用之前，需要考虑的一些重要条件是待建立的新连接的业务量情况、信息分类(例如话音、视频、数据等)，待定的新连接优先级类别(例如普通呼叫、紧急呼叫)，随业务量情况而定的总传输功率值，以及通信连接的类型(例如实时或非实时)。更先进的条件包括干扰敏感性和特定时隙所需的传输功率。
MAC将需要发送的数据单元发送给第1层，并读取第1层接收的数据单元。它还负责清除发送和接收缓冲器。此外，MAC决定何时尝试解码脉冲串数据。第1层响应于来自RLC/MAC层的解码请求“L1-解码请求”，完成解码。
在RT操作模式中，脉冲串数据可以在发送之后立即从缓冲器中清除。接收侧在解码数据单元并将其传送到RLC/MAC层之后，将数据从缓冲器中清除。
在NRT操作中，数据单元在得到确认之后，从缓冲器中清除。接收侧在解码数据单元并将其传送到RLC/MAC层，并且该数据单元的质量被认可之后，将数据从接收缓冲器中清除。数据单元的质量例如可以通过CRC校验来确认。第1层响应于来自RLC/MAC层的请求“L1缓冲器清除请求”，清除该请求所指的脉冲串所形成的数据单元。如果没有采用RLC/MAC层ARQ(响应请求自动重复)类型的纠错，则可以在解码之后立即从接收缓冲器中清除该数据单元。如果采用RLC/MAC层ARQ，则在RLC通知该数据单元的质量足够好时(即在CRC校验表明没有差错时)，才从接收缓冲器中清除该数据单元。
发送侧可以在交织周期结束时从缓冲器中清除RT数据单元。基于从接收方接收的确认清除NRT数据单元。
接着，我们考察给出的系统中的连接建立。
为了分配与控制信道相连的连接，或者通知MS公用控制信道的新位置，BSS-MAC采用CTRL-容量分配(CTRL-CA)消息。该消息包含标识该连接的一个标识符，分配的物理信道信息，以及控制信道的类型。MS利用CTRL-容量分配确认(CTRL-CAA)消息确认CTRL-容量分配。如果BSS在预定时间段内没有接收到CTRL-CAA，则CTRL-CA或CTRL-容量回收(CTRL-CD)必须解决分配状态，直至接收到CTRL-CAA/CTRL-CDA(CTRL-CDA＝CTRL-容量回收确认)。
业务信道资源可以在不同的传输方向(上行/下行)彼此独立地分配，完全取决于传输需求。用于分配业务信道的过程取决于操作模式，下面将予以描述。
在按照本发明的方法中，实时和非实时服务的无线资源的分配方式基本相同：从时间帧中分配时隙供两者使用。通过无线路径的信息传送随服务的类型，它是实时还是非实时服务而变。请求实时或虚实时服务的应用例子是分组形式传输的语音和双向视频连接。在按照本发明的方法的模拟测试中，基站和终端设备之间的语音传输需求被设置成最大允许误码率(BER)为10-3，最大允许传送时延为30ms。在双向视频连接所需的视频连接中，对应的限制被设置成10-6和100ms，其中时延较长缘于需要传送的视频信息的时间交织。这些服务使用FEC(前向纠错码)类型纠错，以及一种无线资源占用方案，下面将会详细描述。非实时类型的服务例如是传统因特网连接期间的文件传送。这种应用采用分组交换数据传送和ARQ类型纠错协议。
RT操作模式
RT操作模式的一个重要特征是，它在一段长度不定的时间段内分配TCH。为了释放TCH，释放过程是必要的。一个TCH中不能复用多于一个无线载波。MAC采用的寻址方案使得TCH具有非常精确的粒度，从而不需要复用。(一个TCH映射到一个物理信道。这种映射可以发生在每个时间帧，每隔一个时间帧，很快多达每隔127个时间帧)。
RT操作模式的网络初始过程
网络初始过程用于处理上行无线载波的无线条件变化和下行无线载波的比特率变化。图4给出的信令图说明了分配、改变分配以及回收RT载波的过程。
命令类型有3种：TCH分配，一个TCH与另一TCH的交换，以及TCH的回收。例如，只要网络RLC向网络MAC要求更多的资源，网络MAC就通过“ RT容量分配”(RT-CA)消息通知对端MAC。该消息指示该无线载波和分配的TCH。它由“RT容量分配确认”(RT-CAA)消息确认。“RT容量改变”(RT-CC)消息和“RT容量回收”(RT-CD)消息及其相关的确认用于交换和释放TCH。
MS-MAC可以将确认消息(例如RT-CAA、RT容量回收确认、RT容量改变确认)替换成任何其它上行MAC消息。在这种情况下，根据待确认的DL-MAC消息和待发送的替换UL-MAC消息的组合数据计算循环冗余校验码(CRC)，以检查消息完整性。
RT-CC消息具有原TCH分配和新TCH分配的字段。不需要识别该MS或无线载波，因为它们可以根据原TCH识别。RT-CD消息表明该TCH已经回收。所有提到的RT消息可以采用消息鉴别字段来与其它信令消息区分。除RT-CC类型之外的所有消息都指示该无线载波，还有MS，除非它们可以通过使用的信令信道来识别。
RT操作模式的移动台初始过程
移动台初始过程用于处理下行无线载波的无线条件变化和上行无线载波的比特率变化。图5给出的信令图说明了分配、改变分配以及回收RT载波的过程。
只要移动台RLC请求其MAC进行资源改变，MAC就会将该请求解释为“RC容量请求(RT-CR)MAC消息”。该消息包括所需数据传输速率和消息类型标识，无线载波，以及请求的移动台的指示，除非这些可以通过使用的信令信道来识别。容量分配过程类似于网络初始化过程中描述的移动台初始化过程。但是，信道分配由RT-CR消息初始化，而不是由BSS RLC请求初始化。
请求实时服务的连接可能会请求用户终端设备和基站之间的多个同时进行的上行和下行信道。这种同时进行的信道被称为并行连接。按照本发明的一种优选实施例，为终端设备指派特定的临时逻辑标识符。这使得该设备能够和与同一基站子系统通信的其它终端设备相区分。为了区分并行连接，可以使用短的附加标识符(例如长度为4个比特)。
NRT操作模式
在NRT操作模式中，网络知道需要发送的数据量。单独为每个分配周期分配TCH。NRT操作模式可以划分成用于大数据量的高比特率NRT，以及用于较短或很少发生的数据传输的中等比特率NRT。
对高比特率NRT来讲，仅使用物理信道的1/16，分配周期固定在两个TDMA帧中。数据单元指明了在一个分配周期中与TCH相关的两个1/16个脉冲串。因为网络必须在每个分配周期中公布在不同NRT中划分的TCH，所以每个活跃的RLC在其资源行为开始时分配了一个短占用标识(注意RID)。该标识是合法的，直至被BSS MAC释放。
为中等比特率NRT来讲，可以分配所有的TCH类型，分配周期长度可变(2-32TDMA帧)。单独为每个TCH公布中等比特率NRT用户的分配，使用了正常的MAC和RLC标识。
下行高比特速率NRT分配和传输
图6示出了下行高比特速率NRT连接中资源的分配和数据的传输。当下行载波的资源活跃，并且BSS MAC决定使用高比特速率NRT容量时，如果无法从信道中识别出以下信息，则网络MAC发送“高比特速率NRT容量分配”消息给该MS，包括消息鉴别器、RID、载波引用和MS标识符。该消息还指向一对逻辑信道(用于下行业务量的NRT控制信道，或者DNCCH和前向排序信道FOCH)。固定DNCCH的位置可以表示为载波编号，而FOCH则以信道地址形式给出。移动台通过HB NRT“容量分配确认”消息确认HB NRT-CA。
现在需要移动台MAC实体监听DNCCH。在DNCCH上的“下行NRT控制消息”中声明每个分配周期中TCH在RID中的分割。移动台给出BSS在“前向排序”消息中应当发送的的数据单元清单。该消息在“前向排序信道”FOCH上发送，多个移动台共享一个公用信道。FOCH使用的调度在DNCCH上声明。
FOCH上发送的前向排序“FO”包括一个FO窗口和待发送的NRT单元列表。FO窗口指向未确认数据的开端，该列表是二进制字，它通过1个数字表明每个被排序的NRT单元。
在DNCCH上发送的下行控制(DNC)消息包括TCH列表，TCH和FOS(前向排序调度)调度列表。TCH列表是二进制字，其长度等于一个分配周期中可能的传输单元的数量，例如16时隙帧中是16。该列表中的1个数字指明相应的资源被分配给NRT使用。调度列表指明接收数据的每个RID，是否允许它们使用各自的FO信道，以及每个RID在TCH列表所报告的哪个资源中接收数据。
在所有数据都被发送之后，如果向MS发送一个“RID释放”消息，则释放NRT连接，该消息释放了连接中使用的RID。移动台通过发送BSS MAC和“RID释放确认”消息来确认该消息。
上行高比特速率NRT分配和传输
如果上行载波的NRT资源活跃，则移动台MAC发送NRT“容量请求”消息给网络，表明载波引用和待发送的数据量(见图7)。根据请求的数据量和小区中的负荷情况，BSS MAC向MS分配高或中比特速率NRT容量。在高比特速率分配情况下，BSS MAC分配RID，并在HB NRT“容量分配”消息中声明授权的数据量。该消息也指向逻辑信道UNCCH(上行业务量的NRT控制信道)。最后，移动台通过发送“NRT容量分配确认”消息予以确认。
BSS MAC在UNCCH上的“上行NRT控制”消息中声明每个分配周期中TCH在RID之间的分割。“上行NRT控制”消息还指明了应当通过分配的TCH发送的数据单元。
高比特速率NRT的重传过程
NRT模式采用一种非常灵活的信令过程，该过程允许使用不同的重传方案。因为在任何情况下，所有NRT数据都由接收机排序，不要求所有MS采用相同的排序算法。根据移动台的能力，可以在载波建立过程中选择复杂程度不同的重传方案。最简单的ARQ算法应当是普通的类型1ARQ，按照这种算法，首先检查RLC-CRC，根据结果接受或丢弃PDU，并发送重传请求。
但是，设想的最高效率由以下类型II综合ARQ方案实现：RLC-PDU(RLC分组数据单元)的编码方式使得在发送了第一部分之后，就可以解码该数据。如果解码不成功，则发送其余编码数据(包含第一部分的冗余)。如果在发送所有数据之后，PDU解码不成功，则请求重传一些数据单元，最好是具有最低接受质量的数据单元，直至解码成功。
中比特速率NRT的重传过程
不论中比特速率分配由BSS RLC请求启动还是由MS MAC NRT容量请求启动，过程几乎都相同。BSS MAC发送“中比特速率NRT容量分配”(MB NRT-CA)消息，该消息包含MAC-ID，载波ID，TCH地址，分配周期的长度，以及分配标识符。下行中比特速率NRT传输在图8中示出，上行中比特速率NRT传输在图9中示出。发送侧相应发送NRT数据。在下行NRT传输情况下，MS在解码成功后确认接收的数据。如果上行或下行传输的解码不成功，则BSS MAC发送具有相同分配标识符的MB NRT-CA消息，发送方重传相同数据。重复该过程直至解码成功。
总之，BS和MS中需要的装置在图10和11中示出。图10示出了BSS中下行信道的前述分配处理所需的装置。该装置包括：
·第一连接划分装置，用于按照连接的延时要求将连接划分成至少两类。(这通过第3层或第3层以上的协议实现。装置的其余部分在第2层实现)。
·第二连接划分装置，响应于第一连接划分装置，将NRT连接进一步划分成NRT/HB和NRT/MB类型连接。
·通信需求确定装置，响应于第一和第二连接划分器，确定通信需求。
·资源划分装置，响应于通信需求确定装置，根据不同通信类所需的通信将通信资源划分成时隙，以及
·分配装置，响应于资源划分装置和通信需求确定装置，分配不同类型的信道，即RT、NRT/HB或NRT/MB信道，用于与不同类通信。
图11示出了MS和BSS中实现前述上行信道分配所需的装置。在MS中，该装置包括：
·第一连接划分装置，用于按照连接的延时要求将连接划分成至少两类。(这通过第3层或第3层以上的协议实现。装置的其余部分在第2层实现)。
·第二连接划分装置，响应于第一连接划分装置，将NRT连接进一步划分成NRT/HB和NRT/MB类型连接。
·请求装置，响应于第一和第二连接划分装置，请求不同类型的连接的资源。
在BSS中，该装置包括：
·通信需求确定装置，响应于移动台的请求装置，确定通信需求。
·资源划分装置，响应于通信需求确定装置，根据不同通信类所需的通信将通信资源划分成时隙，以及
·分配装置，响应于资源划分装置和通信需求确定装置，分配不同类型的信道，即RT、NRT/HB或NRT/MB信道，用于与不同类通信。
BSS一般包括基站BS和基站控制器BSC，前述装置可以在这两个网元中的任何一个中实现。该装置也可以分布在BS和BSC中。
在非实时连接中，可以应用的原则与以上针对实时服务的描述中给出的并行连接的原则相同。
MAC层还处理定时提前(TA)管理。这用于校准移动台的传输定时，使得该定时与该移动台正在与之通信的基站的时隙边界紧密吻合，从而补偿了传输路径延时。需要为每个MS管理定时提前。最后，MAC提供信令来控制两个方向上的传输功率值。这种控制应用于每个无线载波，从而可以任意调整每个TCH的功率值。
MS必须定期发送，以向BSS提供维护TA所需的信息。如果MS没有信息要发送，那么可以发送特定的定时提前探测(TAP)消息。
为了代表支持多载波的MS管理动态信道指派，BS-MAC必须维护一个记录，该记录包含了哪些物理信道被分配给它的所有载波，用于与各MS之间的消息收发。该记录可以用作以下操作的基础：组合所有MS载波的时间校准测量(由第1层执行)，生成MS的单个时间校正估计。因此，BS-MAC(或者与BS-MAC相关的处理)将根据第1层所报告的测量连续监控MS校准的定时。
如果需要，BS-MAC发送定时调整校正(TAC)消息，该消息包含了应当应用于发送的所有脉冲串的TA纠正。TAC消息可以通过公用控制信道发送，例如用于广播MAC层消息的前向接入信道FACH或专用控制信道，例如SDCCH(独立专用控制信道)或FACCH(快关联控制信道)。
MS可以停止发送TA探测，这样MS就会丢失时间校正。希望再次启动向BSS的传输的MS必须在SRACH上的接入脉冲串中发送TAP消息。响应于该次探测，BSS将发送TAC消息。
对慢功率控制而言，功率控制(PC)消息可以在FACH、N-RACH或任何DCCH上发送。对可选的快功率控制而言，采用FACCH、SDCCH或者FACH传送功率值报告并不合适。取而代之的是采用公用功率控制信道PWCCH。这要求每帧一个1/64时隙，指示应用了微分功率设置。它具有以下优点：它能够支持单向载波或操作DTX的载波，但是，它的缺点是移动台必须能够监控每个帧的广播。
如果采用自适应天线，MS必须定期发送，以向BSS提供估计MS位置所需的信息。如果MS没有信息要发送，那么可以发送特定的探测(例如定时提前探测)消息。应用文本的缩写ARQ：响应请求自动重复BSS：基站系统CA：容量分配CAA：容量分配确认CC；容量改变CD：容量回收CR：容量请求CRC：循环冗余码DNCCH：下行控制信道DNC：下行控制FACCH：快关联控制信道FEC：前向纠错FO：前向排序FOCH：前向排序信道FOS：前向排序调度GPRS：通用分组无线系统GSM：全球移动通信系统L1：第1层L2：链路层L3：网络层LLC：逻辑链路控制MAC：媒质访问控制MB：中比特速率MS：移动台NRT：接近实时PC：功率控制PDU：协议数据单元PWCCH：公用功率控制信道QoS：服务质量RID：占用标识RLC：无线链路控制RNL：无线网络层RT： 实时SDCCH：独立专用控制信道SDU：服务数据单元TA：定时提前TAC：时间调整校正TAP：定时提前探测TCH：业务信道TDMA：时分多址UNCCH：上行业务量的NPT控制信道
Claims (22)
1.一种电信系统中的通信资源的控制方法。在该电信系统中，通信资源被划分成分配周期，分配周期可进一步划分成至少两种不同大小的时隙，时隙是通信资源的最小可分配单元，其特征在于
按照连接的延时要求，将其划分成至少两个连接类，
存储并更新有关每个连接类中通信资源当前需求的信息，
按照通信资源的当前需求，将通信资源动态划分成时隙，
为对传输时延要求较高的连接分配电路交换通信资源，以及
为对传输时延要求较低或没有要求的其它连接在每个连续的分配周期分配足以传送预定数据量的资源。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在不同传输方向上，资源的分配彼此独立。
3.根据权利要求1的方法，在包括基站子系统(BSS)和多个移动台的移动通信系统中，其特征在于，
响应于要求从移动台到基站子系统的传输时延尽可能小的连接的变化的需求，移动台向基站子系统发送容量请求消息，指明所需的资源量，以及
响应于该请求，基站子系统为该连接分配电路交换通信资源，并通过向移动台发送指示分配的资源的容量分配消息，将分配的资源通知移动台。
4.根据权利要求1的方法，在包括基站子系统(BSS)和多个移动台的移动通信系统中，其特征在于，
响应于确定了要求从基站子系统到移动台的传输时延尽可能小的连接的变化的需求，基站子系统为该连接分配电路交换通信资源，并通过向移动台发送指示分配的资源的容量分配消息，将分配的资源通知移动台。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，按照需要发送的数据量，将对传输时延要求较低的连接进一步划分成至少两类，为待发送的数据量较大的连接分配占用标识，该标识用于在连续的分配周期中通知通信资源的分配。
6.根据权利要求1的方法，在包括基站子系统(BSS)和多个移动台的移动通信系统中，其特征在于，
按照需要发送的数据量，将对传输时延要求较低的连接进一步划分成至少两类，
待发送的数据量较大或较小的子类，使用与子类相关的资源分配方法，
响应于对从移动台到基站子系统的传输时延要求较低的连接的需求，移动台向基站子系统发送容量请求消息，指明所需的资源量，以及
响应于该请求的接收，基站子系统确定该连接属于发送数据量较大的子类，还是属于发送数据量较小的子类，以及
响应于确定该连接属于发送数据量较大的子类，采用为发送数据量较大的子类指定的分配方法，以及
响应于确定该连接属于发送数据量较小的子类，采用为发送数据量较小的子类指定的分配方法。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于，
为发送数据量较大的子类指定的分配方法包括为连接分配占用标识，在发送给移动台的分配消息中通知移动台分配的占用标识。
8.根据权利要求6的方法，其特征在于，
为发送数据量较小的子类指定的分配方法包括为连接分配足以传送给定数据量的资源，在发送给移动台的分配消息中通知移动台分配的资源。
9.根据权利要求1的方法，在包括基站子系统(BSS)和多个移动台的移动通信系统中，其特征在于，
按照需要发送的数据量，将对传输时延要求较低的连接进一步划分成至少两类，
待发送的数据量较大或较小的子类，使用与子类相关的资源分配方法，响应于确定需要对从基站子系统到移动台的传输时延要求较低的连接，基站子系统确定该连接属于发送数据量较大的子类，还是属于发送数据量较小的子类，以及
响应于确定该连接属于发送数据量较大的子类，采用为发送数据量较大的子类指定的分配方法，以及响应于确定该连接属于发送数据量较小的子类，采用为发送数据量较小的子类指定的分配方法。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于，
为发送数据量较大的子类指定的分配方法包括为连接分配占用标识，在发送给移动台的分配消息中通知移动台分配的占用标识。
11.根据权利要求9的方法，其特征在于，
为发送数据量较小的子类指定的分配方法包括为连接分配足以传送给定数据量的资源，在发送给移动台的分配消息中通知移动台分配的资源。
12.一种电信系统，包括基站子系统(BSS)和多个移动台，在该系统中通信资源被划分成多个分配周期，分配周期可进一步划分成至少两种不同大小的时隙，一个时隙是通信资源的最小可分配单元，
其特征在于，该系统还包括
第一连接划分装置，用于按照连接的延时要求将这些连接划分成至少两个连接类，
确定装置，响应于第一连接划分装置，确定不同连接类的通信需求，
资源划分装置，响应于确定装置，根据通信需求将物理无线资源划分成多个时隙，以及
分配装置，响应于确定装置和资源划分装置，分配不同类型的信道用于不同类的通信。
13.根据权利要求12的通信系统，其特征在于，
该系统还包括第二连接划分器，响应于第一连接划分器，按照待发送的数据量划分连接；
所述的确定装置是通信需求确定装置，它响应于第一和第二连接划分装置。
14.根据权利要求12的通信系统，其特征在于，该分配装置包括
为要求传输时延较短的连接分配电路交换资源的装置，以及
在每个连续的分配周期中为其它连接分配足以发送确定的数据量的资源的装置。
15.一种移动通信系统的基站子系统，该移动通信系统包括基站子系统(BSS)和多个移动台，在该系统中通信资源被划分成多个分配周期，分配周期可进一步划分成至少两种不同大小的时隙，一个时隙是通信资源的最小可分配单元，
其特征在于，该基站子系统包括
第一连接划分装置，用于按照连接的延时要求将连接划分成至少两个连接类，
确定装置，响应于第一连接划分装置，确定不同连接类的通信需求，
资源划分装置，响应于确定装置，根据通信需求将物理无线资源划分成时隙，以及
分配装置，响应于确定装置和资源划分装置，分配不同类型的信道用于不同类的通信。
16.根据权利要求15的基站子系统，其特征在于，
该系统还包括第二连接划分器，响应于第一连接划分器，按照待发送的数据量划分连接；
所述的确定装置是通信需求确定装置，它响应于第一和第二连接划分装置。
17.根据权利要求15的基站子系统，其特征在于，该分配装置包括
为要求传输时延较短的连接分配电路交换资源的装置，以及在每个连续的分配周期中为其它连接分配足以发送确定的数据量的资源的装置。
18.一种移动通信系统的基站控制器，该移动通信装置包括
由多个基站和控制多个基站的基站控制器所组成的基站子系统，以及
多个移动台，所述移动通信系统中通信资源被划分成多个分配周期，分配周期可进一步划分成至少两种不同大小的时隙，一个时隙是通信资源的最小可分配单元，
其特征在于，该基站控制器包括
第一连接划分装置，用于按照连接的延时要求将连接划分成至少两个连接类，
确定装置，响应于第一连接划分装置，确定不同连接类的通信需求，
资源划分装置，响应于确定装置，根据通信需求将物理无线资源划分成时隙，以及
分配装置，响应于确定装置和资源划分装置，分配不同类型的信道用于不同类的通信。
19.根据权利要求18的基站控制器，其特征在于，
该系统还包括第二连接划分器，响应于第一连接划分器，按照待发送的数据量划分连接；
所述的确定装置是通信需求确定装置，它响应于第一和第二连接划分装置。
20.根据权利要求18的基站控制器，其特征在于，该分配装置包括
为要求传输时延较短的连接分配电路交换资源的装置，以及
在每个连续的分配周期中为其它连接分配足以发送确定的数据量的资源的装置。
21.一种移动通信系统的移动台，该移动通信系统包括基站子系统(BSS)和多个移动台，在该系统中通信资源被划分成多个分配周期，分配周期可进一步划分成至少两种不同大小的时隙，一个时隙是通信资源的最小可分配单元，
其特征在于，该移动台包括
第一连接划分装置，用于按照连接的延时要求将连接划分成至少两个连接类，以及
请求装置，响应于第一连接划分装置，为不同类型的连接请求资源。
22.根据权利要求21的移动台，其特征在于，
该移动台还包括第二连接划分器，响应于第一连接划分器，按照待发送的数据量划分连接；
所述的请求装置响应于第一和第二连接划分装置。
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